Etude du ruissellement et de l’infiltration d’eau dans les structures de chaussées

Innover pour accroître les performances constructives et assumer les enjeux de la préservation énergétique et du développement durable : C'est le  défi qui mobilise l’ESTP et son réseau de partenaires publics et privés. L’Institut de Recherche de l’ESTP a ainsi été créé en 2009. Il regroupe les personnels de recherche et les laboratoires des campus ESTP de Cachan, Dijon et de Troyes. L’Institut de recherche a été évalué pour la première fois par l’AERES en 2014. Depuis 2016, il est laboratoire d’accueil de l’École Doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (SIE) de l’Université Paris-Est (UPE).

Grâce à un ancrage au cœur des politiques territoriales parallèlement à un objectif de développement international, l’Institut de Recherche vise à acquérir une dimension qui lui permettra de se positionner au cœur d’un réseau académique fort, de répondre aux besoins d’innovation du secteur et de devenir pour l’école un vecteur de croissance par le biais de la recherche appliquée.

Le changement climatique exacerbe les événements météorologiques extrêmes tels que les inondations et sécheresses intenses. Ces événements sont susceptibles d’engendrer des désordres sur les voiries et d’aggraver les phénomènes d’îlots de chaleur en milieu urbain. Une solution pour pallier ces problèmes est le développement de matériaux de chaussées plus perméables. Afin d’orienter ces solutions, il est nécessaire de caractériser finement les propriétés hydrauliques, notamment de ruissellement et d’infiltration d’eau, des matériaux et structures de chaussées. Dans ce contexte, une équipe de Recherche multidisciplinaire de l’ESTP a développé, dans le cadre de son partenariat avec le syndicat professionnel Routes de France, un dispositif expérimental de laboratoire pour la détermination des caractéristiques de ruissellement et d’infiltration des structures de chaussées ; il est muni d’un simulateur de pluie, de capteurs ultrasons et de capteurs de teneur en eau. Le dispositif sera utilisé dans le cadre d’une collaboration entre l’ESTP et les INSA de Strasbourg et Lyon sur la caractérisation expérimentale (ESTP) et la modélisation du ruissellement et infiltration de l’eau de pluie (INSA). Le sujet de stage proposé s’inscrit dans cette dynamique. L’objectif est d’optimiser le prototype expérimental pour permettre des mesures précises des cinétiques d’infiltration et ruissellement, pour des structures de chaussées diverses soumises à des épisodes de pluie d’intensités variées. En parallèle, la démarche de modélisation du ruissellement sera initiée par les INSA. Après une étude bibliographique du phénomène de ruissellement et sa modélisation, le dispositif expérimental sera amélioré. Plusieurs axes sont identifiés : - Réduction des pertes d’eau lors des épisodes de pluies ; - Fiabilisation des mesures des volumes d’eau infiltrée et ruisselée ; - Calibration de sondes de teneur en eau pour analyser la cinétique d’infiltration. Des essais sur matériaux et structures de chaussées seront réalisés pour déterminer des coefficients d’infiltration et ruissellement, évaluer la fiabilité et la répétabilité des mesures, et pourront être comparés aux premiers résultats numériques obtenus par les laboratoires des INSA de Lyon et Strasbourg.

Financement par la chaire FNTP. Une poursuite en thèse est envisagée sur le sujet.

Master 2 ou équivalent dans le domaine du génie civil. Connaissances en hydraulique, matériaux de construction (idéalement de chaussées), Goût prononcé pour l’expérimental et l’analyse des résultats, aptitude aux outils numériques de modélisation, anglais (lu). Curieux, autonome et faire preuve d’esprit d’équipe.